General concepts of microbiome and holobiont. Dysbiosis and small intestinal bacterial overgrowth syndrome: clinical relevance for obstetrician-gynecologists, reproductive specialists, and andrologists

Cover Page


Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Modern medicine increasingly recognizes the pivotal role of the microbiome in health; however, its influence on reproductive function and related disorders remains insufficiently understood in a comprehensive context. This review analyzes the general concepts of the microbiome and holobiont and their clinical relevance for obstetrician-gynecologists, reproductive medicine specialists, and andrologists, with particular emphasis on dysbiosis and small intestinal bacterial overgrowth (SIBO). The growing prevalence of infertility, pregnancy loss, and other reproductive disorders potentially linked to microbial imbalance underscores the relevance of this topic.

The review provides contemporary definitions of the microbiome as a microbial community and its functional sphere, and the holobiont as an integrated system comprising the host and all associated microorganisms that function as a single unit. The main functions of the human microbiome are discussed in detail, including digestion, immune system education, pathogen protection, and nutrient production. Special attention is given to the impact of dysbiosis and SIBO on systemic processes such as metabolic endotoxemia and increased intestinal permeability, which lead to chronic inflammation and autoimmune reactions.

The novelty of this work is the systematic review of the relationship between gut dysbiosis and reproductive health, including its effects on infertility, implantation failure, polycystic ovary syndrome, endometriosis, spermatogenesis, and the risk of reproductive cancers. Readers will gain a deeper understanding of the mechanisms by which microbiome disturbances, particularly SIBO, can negatively affect male and female fertility, and learn about potential clinical consequences such as autoimmune conditions, metabolic disorders, and urogenital microbiota changes—which is critical for reproductive medicine specialists.

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Микробиом — характерное микробное сообщество, занимающее достаточно чётко определённую среду обитания и обладающее выраженными физико-химическими свойствами, представляет собой одну из ключевых проблем современной медицины, особенно в контексте репродуктивного здоровья.

Традиционно факторами риска репродуктивных нарушений считались гормональные дисбалансы, инфекции и аутоиммунные процессы. Однако у значительной части пациентов с бесплодием и акушерской патологией классические факторы риска отсутствуют, что указывает на участие альтернативных механизмов, включая дисбиоз кишечника и синдром избыточного бактериального роста (СИБР) в тонком кишечнике.

Клиническая значимость микробиома связана с его ролью в поддержании гомеостаза: дисбиоз кишечника ассоциирован с развитием метаболической эндотоксемии, хронического воспаления и аутоиммунных реакций. Репродуктивные нарушения, занимающие лидирующие позиции среди причин инвалидизации молодого населения, демонстрируют рост заболеваемости бесплодием, невынашиванием беременности и эндокринной патологией, что подчёркивает необходимость поиска новых патогенетических механизмов и разработки стратегий персонализированной терапии.

Цель исследования. Анализ современных данных о влиянии микробиома и дисбиоза кишечника на репродуктивное здоровье с акцентом на СИБР для систематизации методов будущих исследований, а также для выбора персонализированных стратегий профилактики и лечения репродуктивных нарушений.

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОНЯТИЙ

Микробиом — характерное микробное сообщество, занимающее чётко определённую среду обитания и обладающее выраженными физико-химическими свойствами. Микробиом относится не только к участвующим в нём микроорганизмам, но и охватывает сферу их деятельности, которая приводит к формированию специфических экологических ниш.

В состав микробиома входит микробиота (бактерии, археи, грибы, водоросли, простейшие) и сфера активности микроорганизмов, включающая структурные элементы (липиды, полисахариды, нуклеиновые кислоты), метаболиты (сигнальные молекулы, токсины, органические и неорганические молекулы), а также молекулы, вырабатываемые сосуществующими организмами и формирующиеся под влиянием окружающей среды [1].

Термин «микробиом» иногда путают с термином «метагеном». Однако под метагеномом следует понимать совокупность геномов и генов представителей микробиоты.

Микробиота человека — сложное сообщество, состоящее примерно из 100 триллионов микроорганизмов [2, 3]: бактерий, вирусов, грибов и архей, обитающих в организме и на его поверхности (в основном в кишечнике, на коже и в полости рта), имеет важное значение для здоровья. Действуя как «второй геном» [4, 5] или даже «орган» («забытый орган») [6], играет решающую роль в переваривании клетчатки, синтезе витаминов, формировании иммунного ответа и защите от патогенов.

Голобионт представляет собой целостную экологическую модель, в которой хозяин и его микробы функционируют как единое целое, подчёркивая интерактивные, симбиотические отношения, которые определяют здоровье, иммунитет и общее функционирование [7–10]. Совокупный генетический материал называется гологеномом. Голобиом — взаимосвязанная сеть микробных экосистем, охватывающая почву, растения, животных, людей и окружающую среду.

Аспекты концепции голобионта: фокус на оси «кишечник–мозг». В контексте здоровья человека голобионт функционирует как единая система, где микробы кишечника взаимодействуют с мозгом через ось «кишечник–мозг», влияя на настроение, стресс, депрессию и физическое здоровье [11–14].

Экологическая связь: взаимодействие микроорганизмов в почве, растениях и животных влияет на круговорот питательных веществ, подавление патогенов и регулирование климата [15–19].

ОСНОВНЫЕ ФУНКЦИИ МИКРОБИОМА ЧЕЛОВЕКА

Поддержка пищеварения и метаболизма: микробиом расщепляет сложные углеводы (клетчатку), которые не могут быть переварены ферментами человека, производя полезные короткоцепочечные жирные кислоты, обеспечивающие энергию и поддерживающие здоровье кишечника. Он также регулирует метаболизм, накопление липидов и метаболизм желчных кислот [20, 21].

Обучение иммунной системы: значительная часть иммунных клеток, отличающихся огромным разнообразием, находится в кишечнике, где микробы помогают обучить иммунную систему различать безвредные бактерии и патогены, уменьшая хроническое воспаление [22, 23].

Защита от патогенов: полезные бактерии конкурируют с опасными микробами за пространство и питательные вещества, предотвращая колонизацию организма вредными бактериями.

Производство необходимых питательных веществ: микробиота производит жизненно важные соединения, включая витамины группы В (например, В12, фолиевую кислоту) и витамин К [24, 25].

Здоровье мозга и психическое здоровье: через ось «кишечник–мозг» микробиом влияет на центральную нервную систему, воздействуя на настроение, когнитивные функции и реакции на стресс посредством производства нейромедиаторов [26].

ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА МИКРОБИОМ

Микробиом в значительной степени индивидуален и формируется под влиянием диеты (разнообразная диета с высоким содержанием клетчатки способствует более здоровому микробиому), окружающей среды и образа жизни (использование антибиотиков, стресс, гигиена и воздействие различных условий окружающей среды влияют на микробное разнообразие).

Кроме того, состав микробиоты может различаться в зависимости от пола, возраста и географического происхождения человека [27].

Поддержание здорового, разнообразного микробиома имеет решающее значение для общего физического и психического здоровья.

ДИСБИОЗ

Дисбиоз — нарушение баланса различных видов микроорганизмов в кишечнике, имеющее целый ряд отрицательных последствий для организма, среди которых аутоиммунные заболевания и инфекции (нарушение иммунной регуляции, включая сахарный диабет 1-го типа, ревматоидный артрит, системную красная волчанку, рассеянный склероз [28]), метаболические расстройства (ожирение, диабет 2-го типа, высокий уровень холестерина), заболевания желудочно-кишечного тракта (воспалительные заболевания кишечника, инфекция Clostridium difficile и хроническое воспаление [29]), проблемы с кожей (акне, экзема и псориаз, атопический дерматит [30–32]).

СИНДРОМ ИЗБЫТОЧНОГО БАКТЕРИАЛЬНОГО РОСТА В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ

Одной из важных форм дисбиоза кишечника в современном мире является избыточный бактериальный рост в тонком кишечнике (SIBO — small intestine bacterial overgrowth) и избыточный грибковый рост в тонком кишечнике (SIFO — small intestine fungal overgrowth). В русских медицинских публикациях SIBO часто переводится как СИБР, однако этот перевод страдает неточностью, так как нет упоминания о локализации процесса в тонком кишечнике.

Распространённость СИБР в тонком кишечнике в мире сильно варьирует и составляет от 2,5 до 22,0%, при этом более высокие показатели наблюдаются у пожилых людей и лиц с сопутствующими заболеваниями [33].

Кишечник человека делится на 6 анатомических сегментов: двенадцатиперстную, тощую, подвздошную, слепую, ободочную и прямую кишку. Физические факторы (структура кишечника, интенсивность перистальтики, время прохождения пищи и т.д.) и химические факторы (pH, содержание кислорода, концентрация слизи и т.д.) различаются в разных сегментах кишечника, образуя отчётливый вертикальный градиент. В норме микрофлора кишечника концентрируется в толстой кишке. Тонкая кишка выполняет функцию переваривания и всасывания питательных веществ и содержит крайне скудную микрофлору [34, 35].

Нормальный микробиом тонкой кишки представляет собой относительно низкоплотное (103–108 КОЕ/мл) сообщество с низким разнообразием по сравнению с сообществом толстой кишки, плотность которого увеличивается от двенадцатиперстной кишки (103–104 КОЕ/мл) к подвздошной (107–108 КОЕ/мл). Он в основном состоит из факультативных анаэробов и аэробов, которые процветают в насыщенных кислородом условиях быстрого транзита.

Пространственное распределение в кишечнике человека характеризуется более высокой численностью и разнообразием в нижних отделах желудочно-кишечного тракта по сравнению с верхними отделами.

Хотя в обеих зонах присутствуют схожие бактерии, слизистая оболочка имеет различные прикреплённые сообщества, численность и состав которых отличаются от просветной жидкости. Однако данные по слизистой микробиоте тонкой кишки крайне скудны, большинство исследований фокусируется на просветной микробиоте (табл. 1).

 

Таблица 1. Характеристика различных анатомических зон кишечника [34]

Анатомическая зона

Плотность микробиома, КОЕ/мл

Основные микроорганизмы

Тип метаболизма

Условия/кислород

Двенадцатиперстная кишка

≤103

Bacillota, Pseudomonadota, Prevotella, Streptococcus, Bacillus, Pseudomonas

Аэробы и факультативные анаэробы

Высокое содержание O2, быстрый транзит, желчные кислоты, пищеварительные ферменты, антимикробные пептиды (дефензины)

Тощая кишка

103–105

Bacillota, Pseudomonadota, Streptococcus, Prevotella, Veillonella, Escherichia

Факультативные анаэробы (преобладание)

Среднее содержание O2, факультативные анаэробы, относительно быстрый транзит

Подвздошная кишка (проксимальная)

107–108

Micrococcaceae, Streptococcus, Haemophilus, Escherichia

Анаэробы (увеличиваются)

Низкое содержание O2, относительно медленный транзит

Подвздошная кишка (дистальная)

07–108

Enterobacteriaceae, Cetobacterium, Cupriavidus, Bacteroides, Escherichia

Анаэробы (доминируют)

Низкое содержание O2, приближается к толстой кишке, медленный транзит

Слепая кишка

108

Escherichia coli, Lactobacillus, Enterococcus

Строгие анаэробы

Анаэробные условия, медленный транзит

Толстая кишка

1011–1012

Bacillota, Bacteroidota, Pseudomonadota, Verrucomicrobia, Fusobacteria, Desulfobacterota, Actinomycetota, Bacteroides, Faecalibacterium, Escherichia/Shigella, Sutterella, Akkermansia, Parabacteroides, Prevotella, Lachnoclostridium, Alistipes, Fusobacterium, Erysipelatoclostridium, Lachnospiraceae

Строгие анаэробы

Анаэробные условия, медленный транзит

 

ФАКТОРЫ, ФОРМИРУЮЩИЕ МИКРОБИОМ

Тонкий кишечник представляет собой агрессивную среду для бактерий, обусловленную быстрым транзитом (от 2 до 7 ч, по разным данным; быстрая моторика ограничивает колонизацию [35]), защитными механизмами организма (желчные кислоты, пищеварительные ферменты и антимикробные пептиды, например, некоторые дефенсины, ограничивающие рост бактерий), доступностью кислорода (наличие кислорода поддерживает факультативные анаэробы по сравнению со строгими анаэробами, особенно в проксимальных отделах).

Микробиота тонкого кишечника играет решающую роль во всасывании питательных веществ, метаболизме, взаимодействии с иммунной и энтеральной нервной системой. Стабильный, сбалансированный микробиом предотвращает колонизацию патогенными микроорганизмами.

В отличие от толстой кишки, которая заполнена строгими анаэробами (1011–1012 КОЕ/мл), в тонкой кишке концентрация микроорганизмов ниже.

ФОРМИРОВАНИЕ ПАТОЛОГИИ ПРИ SIBO И SIFO

При SIBO и SIFO условно-патогенная для тонкого кишечника микрофлора заселяет тонкий кишечник, что вызывает мощный воспалительный процесс, влияющий на организм в целом.

Повышается проницаемость слизистой тонкого кишечника, что приводит к поступлению непереваренных ксеноантигенов в подслизистый слой кишечника и в системный кровоток. Это приводит к резкому повышению риска аутоиммунных процессов и является одним из главных факторов развития аутоиммунных нарушений в организме.

Метаболическая эндотоксемия — это состояние, характеризующееся хронически повышенным уровнем бактериальных липополисахаридов в крови, образующихся из кишечных бактерий, что вызывает системное воспаление низкой степени. Она способствует развитию метаболических заболеваний, таких как ожирение, диабет 2-го типа и неалкогольная жировая болезнь печени.

Повышенная проницаемость кишечника (часто называемая прохудившимся кишечником) позволяет липополисахаридам грамотрицательных бактерий в кишечнике проникать в кровоток. Липополисахариды могут также транслироваться через хиломикроны, образующиеся при приёме жиров [36].

Что такое leaky gut (прохудившийся кишечник)? В норме энтероциты образуют непроницаемый для крупных непереваренных молекул панцирь, поскольку в апикальной части (близкой к просвету) клетки связаны друг с другом так называемыми плотными соединениями (tight junctions). Внутри кишечника происходит расщепление поступивших питательных веществ на низкомолекулярные компоненты, которые поступают внутрь энтероцитов и переносятся в системный кровоток.

Воспаление тонкого кишечника приводит к резкому повышению секреции энтероцитами биологически активного вещества зонулина. Зонулин вызывает временное открытие плотных соединений, которое при хронической стимуляции может перейти в устойчивую барьерную дисфункцию, появляется возможность попадания крупных непереваренных молекул в системный кровоток через пространства между энтероцитами. Попадая в подслизистый слой, эти ксеноантигены входят в контакт с иммунной системой слизистой кишечника и поступают в системный кровоток. Это приводит к хроническому воспалению, вызывая метаболические расстройства, резистентность к инсулину и потенциально нейродегенеративные заболевания [37, 38].

Изменение рациона питания, например, увеличение потребления клетчатки и использование пробиотиков или пребиотиков для улучшения барьерной функции кишечника, может помочь снизить уровень циркулирующего эндотоксина.

Заболевание отличается от острого сепсиса тем, что представляет собой менее выраженное, стойкое состояние, а не немедленную острую инфекцию.

СОСТОЯНИЯ, АССОЦИИРОВАННЫЕ С СИНДРОМОМ ИЗБЫТОЧНОГО БАКТЕРИАЛЬНОГО РОСТА В ТОНКОМ КИШЕЧНИКЕ

СИБР в тонком кишечнике вызывает значительные (часто хронические) желудочно-кишечные и системные последствия из-за нарушения всасывания питательных веществ и воспаления кишечника [39].

Желудочно-кишечные расстройства:

  • синдром раздражённого кишечника: от 30 до 78% пациентов с данным синдромом могут иметь СИБР;
  • воспалительные заболевания кишечника, в частности, болезнь Крона;
  • целиакия: хронические, нелеченные случаи часто сопровождаются СИБР;
  • хронический панкреатит/экзокринная недостаточность поджелудочной железы: снижение уровня пищеварительных ферментов способствует избыточному росту бактерий;
  • функциональная диспепсия: хроническое расстройство пищеварения;
  • синдром короткого кишечника: обусловлен проблемами с всасыванием;
  • жировая дистрофия печени: связана с токсинами, вырабатываемыми избыточным количеством бактерий.

Недостаточное питание и метаболические последствия: дефицит витаминов, приводящий к анемии, усталости и неврологическим проблемам (покалывание, когнитивные нарушения); нарушение всасывания жиров, вызывающее стеаторею (жирный, зловонный стул); гипогликемия или нестабильный уровень сахара в крови, которые часто связаны с диабетическим повреждением нервов, влияющим на моторику кишечника.

Системные и другие заболевания [39]:

  • фибромиалгия и синдром хронической усталости: связаны с хроническим воспалением;
  • гипотиреоз/тиреоидит Хашимото: замедление моторики, вызванное низким уровнем гормонов щитовидной железы, может привести к СИБР в тонком кишечнике;
  • розацеа и дерматологические заболевания: проблемы с кожей, связанные с повышенной проницаемостью кишечника;
  • синдром беспокойных ног: иногда встречается в сочетании с СИБР в тонком кишечнике;
  • неврологические/когнитивные нарушения: известны как «мозговой туман»;
  • первопричины, создающие петлю обратной связи: нарушения моторики (гастропарез, склеродермия и диабетическая нейропатия — замедление движений);
  • структурные аномалии: стриктуры, спайки или резекция илеоцекального клапана;
  • лекарственные препараты: длительное применение ингибиторов протонной помпы.

НАРУШЕНИЕ МИКРОБИОМА И РЕПРОДУКТИВНАЯ ФУНКЦИЯ

Нарушение микробиома имеет важное отрицательное влияние на репродуктивную функцию.

Несмотря на развитие вспомогательных репродуктивных технологий, уровень рождаемости в мире продолжает снижаться. Исследования показывают, что микробные сообщества играют роль в метаболических, иммунных, гормональных функциях, влияя на фертильность, исход беременности и здоровье потомства. У женщин с репродуктивными нарушениями, включая бесплодие, эндометриоз, синдром поликистозных яичников, первичную недостаточность яичников и невынашивание беременности, наблюдаются характерные изменения в микробиоме [40].

Двунаправленная связь между кишечником и репродуктивными органами обеспечивается сложной сетью иммунологических, метаболических и нейроэндокринных процессов, известных как кишечно-репродуктивная ось [41].

Какие проблемы могут развиваться при нарушении микробиома?

Во-первых, это главный фактор риска развития аутоиммунных состояний, в том числе антифосфолипидного синдрома [42] и системных аутоиммунных заболеваний [43], являющихся важным фактором нарушений имплантации эмбриона, плацентации и агрессии иммунной системы в отношении трофобласта, что приводит к бесплодию, невынашиванию беременности и тяжёлым осложнениям беременности.

Во-вторых, хроническое повышение воспалительного фона при метаболической эндотоксемии является фактором риска бесплодия у женщин и резкого нарушения сперматогенеза у мужчин [41].

В-третьих, развитие инсулинорезистентности на фоне нарушений микробиома приводит к нарушению гормонального фона, в частности, к гиперандрогении у женщин и системным метаболическим нарушениям, оказывающих резко отрицательное влияние на фертильность [44].

В-четвертых, дисбиоз кишечника приводит к нарушению микрофлоры влагалища и шейки матки (резкое повышение риска невынашивания беременности, истмико-цервикальной недостаточности и преждевременных родов) [45], микрофлоры мочевого пузыря и уретры (повышение риска хронического цистита, уретрита и дизурических явлений [46]), микрофлоры предстательной железы (повышение риска простатита, аденомы предстательной железы и рака предстательной железы [47]), микрофлоры грудного молока (повышение риска нарушений здоровья у детей [48]).

Влияние на мужскую фертильность: термин «андробактом», обозначающий кишечные микроорганизмы и микробные гены, которые, согласно гипотезе, влияют на биосинтез андрогенов, сперматогенез и репродуктивную эндокринологию в целом [49].

Существенным отдалённым риском нарушений микробиома у мужчин и женщин является повышение риска онкологии — рака простаты у мужчин, рака молочной железы у женщин [50, 51]. Аутоиммунный гастрит как одно из осложнений SIBO является главным фактором риска рака желудка. Хроническое воспаление кишечника (болезнь Крона) и язвенный колит также являются последствиями дисбиоза кишечника и могут приводить к раку толстой и прямой кишки [52]. Важным фактором риска рака толстой кишки является дисбиоз полости при участии Fusobacterium nucleatum [53].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Статья закладывает основу для понимания сложного взаимодействия между макроорганизмом и его микробными обитателями. Подчёркивается, что дисбиоз, или нарушение баланса микрофлоры, является не локальной, а системной проблемой, приводящей к широкому спектру негативных последствий, включая аутоиммунные заболевания, метаболические расстройства и заболевания желудочно-кишечного тракта. Статья демонстрирует, что нарушения микробиома, включая СИБР, являются значимыми факторами риска бесплодия, неудач имплантации, синдрома поликистозных яичников и эндометриоза у женщин, а также нарушений сперматогенеза у мужчин.

Обзор подчёркивает необходимость интегративного подхода в диагностике и лечении репродуктивных нарушений, призывая специалистов учитывать состояние микробиома как ключевого фактора, влияющего на успех репродуктивных программ и общее здоровье пациентов. Понимание этих сложных взаимосвязей позволяет акушерам-гинекологам, репродуктологам и андрологам разрабатывать более эффективные и персонализированные стратегии лечения.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Вклад авторов. И.И. Гузов — определение концепции, работа с данными, валидация, пересмотр и редактирование рукописи; Е.Ю. Печёрина — пересмотр и редактирование рукописи. Все авторы одобрили рукопись (версию для публикации), а также согласились нести ответственность за все аспекты работы, гарантируя надлежащее рассмотрение и решение вопросов, связанных с точностью и добросовестностью любой её части.

Этическая экспертиза. Не применимо.

Источники финансирования. Отсутствуют.

Раскрытие интересов. Авторы заявляют об отсутствии отношений, деятельности и интересов за последние три года, связанных с третьими лицами (коммерческими и некоммерческими), интересы которых могут быть затронуты содержанием статьи.

Оригинальность. При создании настоящей работы авторы не использовали ранее опубликованные сведения (текст, иллюстрации, данные).

Доступ к данным. Редакционная политика журнала по вопросам доступа к данным к настоящей работе неприменима.

Генеративный искусственный интеллект. При подготовке данной работы авторы использовали Gemini AI (Google) и Kimi AI (Moonshot AI) для помощи в поиске и отборе релевантной научной литературы, а также для литературной обработки данных и проверки соответствия источникам. После использования этих инструментов авторы проверили и отобрали выявленные источники на предмет точности и соответствия теме. Авторы несут полную ответственность за содержание публикации и достоверность финального списка литературы.

Рассмотрение и рецензирование. Настоящая работа подана в журнал в инициативном порядке и рассмотрена по обычной процедуре. В рецензировании участвовали два рецензента, член редакционной коллегии и главный редактор издания.

ADDITIONAL INFORMATION

Author contributions: I.I. Guzov: conceptualization, data curation, validation, writing—review & editing; E.Yu. Pechyorina: writing—review & editing. All the authors approved the version of the manuscript to be published and agree to be accountable for all aspects of the work, ensuring that questions related to the accuracy or integrity of any part of the work are appropriately investigated and resolved.

Ethics approval: Not applicable.

Funding sources: No funding.

Disclosure of interests: The authors have no relationships, activities, or interests for the last three years related to for-profit or not-for-profit third parties whose interests may be affected by the content of the article.

Statement of originality: No previously published material (text, images, or data) was used in this work.

Data availability statement: The journal's editorial policy regarding data access is not applicable to this work.

Generative AI: In preparing this work, the authors used Gemini AI (Google) and Kimi AI (Moonshot AI) to assist with searching for and selecting relevant scientific sources, as well as for literature-based data processing and verification of source alignment. After using these tools, the authors reviewed and selected the identified sources for accuracy and relevance to the topic. The authors take full responsibility for the content of the publication and the accuracy of the final reference list.

Provenance and peer-review: This article was submitted unsolicited and reviewed following the standard procedure. The peer review process involved two reviewers, a member of the editorial board, and the in-house scientific editor.

×

About the authors

Igor I. Guzov

Immunology and Reproduction Center

Email: guzov@cironline.ru
ORCID iD: 0000-0002-5628-8758
SPIN-code: 8643-4720

MD, Cand. Sci. (Medicine)

Russian Federation, Moscow

Ekaterina Yu. Pechyorina

CIR Laboratory

Author for correspondence.
Email: katherine.kuzina@gmail.com
ORCID iD: 0000-0001-5974-4942
SPIN-code: 2628-3186
Russian Federation, Moscow

References

  1. Berg G, Rybakova D, Fischer D, et al. Microbiome definition re-visited: old concepts and new challenges. Microbiome. 2020;8(1):103. doi: 10.1186/s40168-020-00875-0. Erratum in: Microbiome. 2020;8(1): 119. doi: 10.1186/s40168-020-00905-x EDN: GQKQCF
  2. Balakrishnan R, Kang SI, Lee JY, et al. Gut microbiota-immune system interactions in health and neurodegenerative diseases: insights into molecular mechanisms and therapeutic applications. Aging Dis. 2024;16(6):3421–3452. doi: 10.14336/AD.2024.1362
  3. Feng Y, Jin Q, Liu X, et al. Advances in understanding dietary fiber: Classification, structural characterization, modification, and gut microbiome interactions. Compr Rev Food Sci Food Saf. 2025;24(1):e70092. doi: 10.1111/1541-4337.70092 EDN: GIYVAO
  4. Zhu B, Wang X, Li L. Human gut microbiome: the second genome of human body. Protein Cell. 2010;1(8):718–725. doi: 10.1007/s13238-010-0093-z
  5. Grice EA, Segre JA. The human microbiome: our second genome. Annu Rev Genomics Hum Genet. 2012;13:151-70. doi: 10.1146/annurev-genom-090711-163814
  6. O'Hara AM, Shanahan F. The gut flora as a forgotten organ. EMBO Rep. 2006;7(7):688–693. doi: 10.1038/sj.embor.7400731
  7. Zilber-Rosenberg I, Rosenberg E. Role of microorganisms in the evolution of animals and plants: the hologenome theory of evolution. FEMS Microbiol Rev. 2008;32(5):723–735. doi: 10.1111/j.1574-6976.2008.00123.x EDN: YANSUJ
  8. Rosenberg E, Zilber-Rosenberg I. The Hologenome Concept. In: Rosenberg E, Gophna U, editors. Beneficial Microorganisms in Multicellular Life Forms. Berlin: Springer, Heidelberg; 2012. Р. 323–340. doi: 10.1007/978-3-642-21680-0_24
  9. Rosenberg E, Zilber-Rosenberg I. Microbes drive evolution of animals and plants: the hologenome concept. mBio. 2016;7(2):e01395. doi: 10.1128/mBio.01395-15 EDN: WSNDAN
  10. Rosenberg E, Zilber-Rosenberg I. The hologenome concept of evolution after 10 years. Microbiome. 2018;6(1):78. doi: 10.1186/s40168-018-0457-9 EDN: FHSAZL
  11. Cryan JF, O'Riordan KJ, Cowan CSM, et al. The microbiota-gut-brain axis. Physiol Rev. 2019;99(4):1877–2013. doi: 10.1152/physrev.00018.2018 EDN: TDLZAT
  12. Morais LH, Schreiber HL 4th, Mazmanian SK. The gut microbiota-brain axis in behaviour and brain disorders. Nat Rev Microbiol. 2021;19(4):241–255. doi: 10.1038/s41579-020-00460-0
  13. Bear T, Dalziel J, Coad J, et al. the microbiome-gut-brain axis and resilience to developing anxiety or depression under stress. Microorganisms. 2021;9(4):723. doi: 10.3390/microorganisms9040723 EDN: YQATXI
  14. Foster JA, McVey Neufeld KA. Gut-brain axis: how the microbiome influences anxiety and depression. Trends Neurosci. 2013;36(5):305–312. doi: 10.1016/j.tins.2013.01.005
  15. Vandenkoornhuyse P, Quaiser A, Duhamel M, et al. The importance of the microbiome of the plant holobiont. New Phytol. 2015;206(4): 1196–1206. doi: 10.1111/nph.13312
  16. de Jonge IK, Veldhuis MP, Cornelissen JHC, et al. The metamicrobiome: key determinant of the homeostasis of nutrient recycling. Trends Ecol Evol. 2023;38(2):183–195. doi: 10.1016/j.tree.2022.10.003 EDN: JVTVTD
  17. Lyu D, Zajonc J, Pagé A, et al. Plant holobiont theory: the phytomicrobiome plays a central role in evolution and success. Microorganisms. 2021;9(4):675. doi: 10.3390/microorganisms9040675 EDN: ROWXDA
  18. Agler MT, Ruhe J, Kroll S, et al. Microbial hub taxa link host and abiotic factors to plant microbiome variation. PLoS Biol. 2016;14(1):e1002352. doi: 10.1371/journal.pbio.1002352 EDN: WTYWOD
  19. Weckwerth W, Chaturvedi P, Ghatak A, et al. Natural variation of the holobiont for sustainable agroecosystems. Trends Plant Sci. 2025;30(9):972–979. doi: 10.1016/j.tplants.2025.05.006 EDN: HNUSTP
  20. Portincasa P, Bonfrate L, Vacca M, et al. Gut microbiota and short chain fatty acids: implications in glucose homeostasis. Int J Mol Sci. 2022;23(3):1105. doi: 10.3390/ijms23031105 EDN: BHUGXB
  21. Deehan EC, Yang C, Perez-Muñoz ME, et al. Precision microbiome modulation with discrete dietary fiber structures directs short-chain fatty acid production. Cell Host Microbe. 2020;27(3):389–404.e6. doi: 10.1016/j.chom.2020.01.006 EDN: BNJALF
  22. Almansour N, Al-Rashed F, Choudhry K, et al. Gut microbiota: a promising new target in immune tolerance. Front Immunol. 2025;16:1607388. doi: 10.3389/fimmu.2025.1607388 EDN: JPZNSG
  23. Fenton TM, Jørgensen PB, Niss K, et al. Immune profiling of human gut-associated lymphoid tissue identifies a role for isolated lymphoid follicles in priming of region-specific immunity. Immunity. 2020;52(3):557–570.e6. doi: 10.1016/j.immuni.2020.02.001 EDN: TOMMEU
  24. LeBlanc JG, Milani C, de Giori GS, et al. Bacteria as vitamin suppliers to their host: a gut microbiota perspective. Curr Opin Biotechnol. 2013;24(2):160–168. doi: 10.1016/j.copbio.2012.08.005 EDN: ROKKXZ
  25. Uebanso T, Shimohata T, Mawatari K, Takahashi A. Functional ROles of B-vitamins in the gut and gut microbiome. Mol Nutr Food Res. 2020;64(18):e2000426. doi: 10.1002/mnfr.202000426 EDN: MCWNZT
  26. Chen Y, Xu J, Chen Y. Regulation of neurotransmitters by the gut microbiota and effects on cognition in neurological disorders. Nutrients. 2021;13(6):2099. doi: 10.3390/nu13062099 EDN: RZOPTR
  27. Yatsunenko T, Rey FE, Manary MJ, et al. Human gut microbiome viewed across age and geography. Nature. 2012;486(7402):222–227. doi: 10.1038/nature11053
  28. Mousa WK, Chehadeh F, Husband S. Microbial dysbiosis in the gut drives systemic autoimmune diseases. Front Immunol. 2022;13:906258. doi: 10.3389/fimmu.2022.906258
  29. Bien J, Palagani V, Bozko P. The intestinal microbiota dysbiosis and Clostridium difficile infection: is there a relationship with inflammatory bowel disease? Ther Adv Gastroenterol. 2013;6(1):53–68. doi: 10.1177/1756283X12454590
  30. Borrego-Ruiz A, Borrego JJ. Microbial dysbiosis in the skin microbiome and its psychological consequences. Microorganisms. 2024;12(9):1908. doi: 10.3390/microorganisms12091908
  31. Hou B, Shao H, Yuan D, Tham EH. Skin and gut microbiome in atopic dermatitis: Mechanisms and therapeutic opportunities. Pediatr Allergy Immunol. 2025;36(12):e70265. doi: 10.1111/pai.70265 EDN: ISWBZA
  32. Kim JE, Kim HS. Microbiome of the skin and gut in atopic dermatitis (AD): understanding the pathophysiology and finding novel management strategies. J Clin Med. 2019;8(4):444. doi: 10.3390/jcm8040444
  33. Skrzydło-Radomańska B, Cukrowska B. How to recognize and treat small intestinal bacterial overgrowth? J Clin Med. 2022;11(20):6017. doi: 10.3390/jcm11206017 EDN: QKYSVR
  34. Yang K, Li G, Li Q, et al. Distribution of gut microbiota across intestinal segments and their impact on human physiological and pathological processes. Cell Biosci. 2025;15(1):47. doi: 10.1186/s13578-025-01385-y EDN: CBMNED
  35. Nandhra GK, Chaichanavichkij P, Birch M, Scott SM. Gastrointestinal transit times in health as determined using ingestible capsule systems: a systematic review. J Clin Med. 2023;12(16):5272. doi: 10.3390/jcm12165272 EDN: TZREPW
  36. Mazaheri-Tehrani S, Rezaei F, Heidari-Hasanabadi S, et al. Serum lipopolysaccharide binding protein (LBP) and metabolic syndrome: a systematic review and meta-analysis. Diabetol Metab Syndr. 2025;17(1):268. doi: 10.1186/s13098-025-01847-w EDN: ZYNAVE
  37. Jian E, Wang M, Zhang Z, et al. The metabolic endotoxemia and gut microbiota: research trajectories and hot trends across the centuries (1999–2024). Front Microbiol. 2025;16:1634803. doi: 10.3389/fmicb.2025.1634803
  38. Fasano A. Intestinal permeability and its regulation by zonulin: diagnostic and therapeutic implications. Clin Gastroenterol Hepatol. 2012;10(10):1096–100. doi: 10.1016/j.cgh.2012.08.012
  39. Roszkowska P, Klimczak E, Ostrycharz E, et al. Small intestinal bacterial overgrowth (SIBO) and twelve groups of related diseases-current state of knowledge. Biomedicines. 2024;12(5):1030. doi: 10.3390/biomedicines12051030 EDN: RTCZEX
  40. Munyoki SK, Vukmer N, Rios JM, et al. From gut to gamete: how the microbiome influences fertility and preconception health. Microbiome. 2025;13(1):195. doi: 10.1186/s40168-025-02230-7 EDN: HFBLBN
  41. Moustakli E, Stavros S, Katopodis P, et al. Gut microbiome dysbiosis and its impact on reproductive health: mechanisms and clinical applications. Metabolites. 2025;15(6):390. doi: 10.3390/metabo15060390 EDN: MKBRKD
  42. Jansen VLBI, van Mourik DJM, Davids M, et al. An intestinal microbiome intervention affects biochemical disease activity in patients with antiphospholipid syndrome. TH Open. 2024;8(3):e308–e316. doi: 10.1055/s-0044-1788653
  43. Mu F, Rusip G, Florenly F. Gut microbiota and autoimmune diseases: Insights from Mendelian randomization. FASEB Bioadv. 2024;6(11):467–476. doi: 10.1096/fba.2024-00037 EDN: FTEAEK
  44. Wang M, Zheng LW, Ma S, et al. The gut microbiota: emerging biomarkers and potential treatments for infertility-related diseases. Front Cell Infect Microbiol. 2024;14:1450310. doi: 10.3389/fcimb.2024.1450310 EDN: BULATY
  45. Xie Z, Chen Z, Ma G. Dynamic changes in the pregnancy microbiome and their role in preterm birth. Front Cell Infect Microbiol. 2025;15:1683610. doi: 10.3389/fcimb.2025.1683610 EDN: SIDRAP
  46. Choi HW, Lee KW, Kim YH. Microbiome in urological diseases: Axis crosstalk and bladder disorders. Investig Clin Urol. 2023;64(2):126–139. doi: 10.4111/icu.20220357 EDN: BJUMNE
  47. Fujita K, Matsushita M, De Velasco MA, et al. The gut-prostate axis: a new perspective of prostate cancer biology through the gut microbiome. Cancers (Basel). 2023;15(5):1375. doi: 10.3390/cancers15051375 EDN: CLHRHU
  48. Du Y, Cheng J, Xie R, et al. The triad of maternal gut-breast milk-infant gut microbial transmission in early life as a critical pathway for microbial inheritance. Gut Microbes. 2025;17(1):2574928. doi: 10.1080/19490976.2025.2574928 EDN: TLHDBG
  49. Kaltsas A, Giannakodimos I, Markou E, al. The androbactome and the gut microbiota-testis axis: a narrative review of emerging insights into male fertility. Int J Mol Sci. 2025;26(13):6211. doi: 10.3390/ijms26136211 EDN: MFJINO
  50. Ruo SW, Alkayyali T, Win M, et al. Role of gut microbiota dysbiosis in breast cancer and novel approaches in prevention, diagnosis, and treatment. Cureus. 2021;13(8):e17472. doi: 10.7759/cureus.17472
  51. Abdelqader EM, Mahmoud WS, Gebreel HM, et al. Correlation between gut microbiota dysbiosis, metabolic syndrome and breast cancer. Sci Rep. 2025;15(1):6652. doi: 10.1038/s41598-025-89801-8 EDN: ZRMPMU
  52. Santana PT, Rosas SLB, Ribeiro BE, et al. Dysbiosis in inflammatory bowel disease: pathogenic role and potential therapeutic targets. Int J Mol Sci. 2022;23(7):3464. doi: 10.3390/ijms23073464
  53. Ranjbar M, Salehi R, Haghjooy Javanmard S, et al. The dysbiosis signature of Fusobacterium nucleatum in colorectal cancer-cause or consequences? A systematic review. Cancer Cell Int. 2021;21(1):194. doi: 10.1186/s12935-021-01886-z. Erratum in: Cancer Cell Int. 2022;22(1):134. doi: 10.1186/s12935-022-02549-3 EDN: RNCSCC

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2026 Eco-Vector

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ПИ № ФС 77 - 86335 от 11.12.2023 г.  
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: ЭЛ № ФС 77 - 80633 от 15.03.2021 г.